Os pesquisadores da Universidade do Alasca Fairbanks, Vikas Sonwalkar e Amani Reddy, descobriram um novo tipo de onda eletromagnética chamada de “assobiador refletido especularmente”, que transfere efetivamente a energia dos raios da superfície da Terra para a magnetosfera, melhorando a compreensão dos impactos do clima espacial nos cinturões de radiação.
Dois cientistas da Universidade do Alasca Fairbanks identificaram um novo tipo de “assobiador”, uma onda eletromagnética que transfere energia significativa de raios para a magnetosfera da Terra.
A pesquisa foi publicada em Avanços da Ciência.
Vikas Sonwalkar, um professor emérito, e Amani Reddy, um professor assistente, descobriram o novo tipo de onda. A onda carrega energia de relâmpago, que entra na ionosfera em baixas latitudes, para a magnetosfera. A energia é refletida para cima pelo limite inferior da ionosfera, a cerca de 55 milhas de altitude, no hemisfério oposto.
Acreditava-se anteriormente, escrevem os autores, que a energia do raio que entrava na ionosfera em baixas latitudes permanecia presa na ionosfera e, portanto, não estava alcançando os cinturões de radiação. Os cinturões são duas camadas de partículas carregadas que circundam o planeta e são mantidas no lugar pelo campo magnético da Terra.
Importância de compreender os cinturões de radiação
“Nós, como sociedade, somos dependentes da tecnologia espacial”, disse Sonwalkar. “Sistemas modernos de comunicação e navegação, satélites e espaçonaves com astronautas a bordo encontram partículas energéticas prejudiciais dos cinturões de radiação, que podem danificar eletrônicos e causar câncer.
“Ter uma melhor compreensão dos cinturões de radiação e da variedade de ondas eletromagnéticas, incluindo aquelas originadas em raios terrestres, que os impactam é vital para as operações humanas no espaço”, disse ele.
A descoberta de Sonwalkar e Reddy é um tipo de onda de assobio que eles chamam de “assobio especularmente refletido”. Os assobios produzem um som de assobio quando tocados por um alto-falante.
A energia dos raios que entram na ionosfera em latitudes mais altas atinge a magnetosfera como um tipo diferente de assobio, chamado de assobio refletido magnetosfericamente, que sofre uma ou mais reflexões dentro da magnetosfera.
A ionosfera é uma camada da atmosfera superior da Terra caracterizada por uma alta concentração de íons e elétrons livres. Ela é ionizada pela radiação solar e raios cósmicos, tornando-a condutora e crucial para a comunicação de rádio porque reflete e modifica as ondas de rádio.
A magnetosfera da Terra é uma região do espaço que circunda o planeta e é criada pelo campo magnético da Terra. Ela fornece uma barreira protetora que impede que a maioria das partículas do vento solar atinjam a atmosfera e prejudiquem a vida e a tecnologia.
A pesquisa de Sonwalkar e Reddy mostra que ambos os tipos de assobios — assobios refletidos especularmente e assobios refletidos magnetosfericamente — coexistem na magnetosfera.
Metodologia e Resultados da Pesquisa
Em sua pesquisa, os autores utilizaram plasma dados de onda de NASASondas Van Allen, lançadas em 2012 e operou até 2019, e dados de raios da Rede Mundial de Detecção de Raios.
Eles desenvolveram um modelo de propagação de ondas que, ao considerar assobios refletidos especularmente, mostrou a duplicação da energia do raio que atinge a magnetosfera.
Uma revisão de dados de ondas de plasma das Sondas Van Allen mostrou que assobios refletidos especularmente são um fenômeno magnetosférico comum.
A maioria dos raios ocorre em baixas latitudes, que são regiões tropicais e subtropicais propensas ao desenvolvimento de tempestades.
“Isso implica que os assobios refletidos especularmente provavelmente transportam uma parte maior da energia do raio para a magnetosfera em relação àquela transportada pelos assobios refletidos magnetosfericamente”, disse Sonwalkar.
O impacto das ondas assobiadoras geradas por raios na física do cinturão de radiação e seu uso no sensoriamento remoto do plasma magnetosférico tem sido pesquisado desde a década de 1950.
Referência: “Assobiador refletido especularmente: um canal de baixa latitude para acoplar energia de relâmpago à magnetosfera” por Vikas S. Sonwalkar e Amani Reddy, 16 de agosto de 2024, Avanços da Ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.ado2657
Sonwalkar e Reddy estão no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Faculdade de Engenharia e Minas da UAF. Reddy também é afiliado ao Instituto Geofísico da UAF.
A pesquisa de Sonwalkar e Reddy é apoiada por bolsas da National Science Foundation e da NASA EPSCoR, o Programa Estabelecido para Estimular a Pesquisa Competitiva.